1 страница. Основы технологии изготовления

Основы технологии изготовления

И испытаний судового оборудования

Методические указания для выполнения практических работ

180104.65 - «Судовое оборудование»

Составил Е.В.Ружицкая

Владивосток

Позиция №

в плане издания

учебной литературы МГУ на 2011 г.

Рецензент: Ходаковский В.М.

Составил: Ружицкая Елена Васильевна

Основы технологии изготовления

и испытаний судового оборудования

Методические указания для выполнения практических работ

Печатается в авторской редакции

Уч.-изд. л. 0,69 Формат 60´84 1/16

Тираж 35 экз. Заказ № ________

Отпечатано в типографии ИПК МГУ им. адм. Г. И. Невельского

Владивосток, 59, ул. Верхнепортовая, 50а

СОДЕРЖАНИЕ

Практическая работа №1 Количественная оценка технологичности изделия
Практическая работа №2 Отработка конструкции детали на технологичность
Практическая работа №3 Установление наименования и структуры операции
Практическая работа № 4 Выбор технологической базы и составление схемы базирования заготовки
Практическая работа №5 Расчет линейной технологической размерной цепи для определения точности обработки
Практическая работа № 6 Выбор маршрута механической обработки поверхности
Практическая работа №7 Составление маршрута обработки детали
Практическая работа №8 Разработка операций сборки неподвижных соединений
Приложение А. Припуски на диаметр деталей, обтачиваемых из круглого проката
Приложение Б Примеры схем базирования деталей
Приложение В Шероховатость и точность методов обработки

Практическая работа №1

Количественная оценка технологичности изделия

Цель работы – приобретение навыка оценки технологичности конструкции при проектировании нового изделия

1. Общие положения

Одной из важнейших задач, решаемых при проектировании нового изделия, машины или оборудования является отработка его конструкции на технологичность. В процессе такой отработки создается конструкция, позволяющая в производстве широко использовать наиболее прогрессивные и экономичные процессы обработки и сборки, применять комплексную механизацию и автоматизацию, промышленные роботы и манипуляторы.

Под технологичностью любого изделия понимают его соответствие требованиям минимальной трудоёмкости и материалоёмкости.

Производственная технологичность - это степень соответствия конструкции изделия оптимальным производственно-технологическим условиям его изготовления при заданном объеме производства. При удовлетворении эксплуатационным требованиям конструкция должна при прочих равных условиях обеспечивать минимальные производственные издержки (а для этого минимальную трудоемкость и материалоемкость) и короткий производственный цикл ее изготовления.

Данные об уровне технологичности конструкции используются на стадиях разработки конструкторской документации, при принятии решения о производстве изделия, анализе технологической подготовки производства, эксплуатации и ремонта изделия.

Оценка технологичности может быть качественной и количественной.

Качественная оценка («хорошо - плохо», «допустимо - не допустимо») субъективна и может быть использована на первом этапе отработки конструкции изделия на технологичность. Она предшествует количественной оценке.

Количественную оценку устанавливают по существенным для производства конкретного изделия показателям.

В соответствии с ГОСТ 14.201-83^* технологичность конструкции изделия оценивают количественно с помощью системы показателей, которая включает:

1) базовые (исходные) значения показателей технологичности, являющиеся предельными нормативами технологичности, обязательными для выполнения при разработке изделия;

2) значения показателей технологичности, достигнутые при разработке изделия;

3) показатели уровня технологичности конструкции разрабатываемого изделия.

При количественной оценке сравнивают базовые значения показателей со значениями, достигнутыми в процессе разработки конструкции проектируемого изделия и делают заключение о технологичности изделия.

Значения базовых показателей определяют на основе статистических данных о ранее созданных конструкциях (изделиях-анологах), имеющих общие конструктивно-технологические признаки с проектируемым изделием, или о типовых представителях, а также используют аналитические данные. Базовые значения показателей указываются в техническом задании на разработку изделия, а по отдельным видам изделий - в отраслевых стандартах.

Номенклатура показателей и методика их определения устанавливаются в зависимости от вида изделий, типа производства и стадии разработки конструкторской документации отраслевыми стандартами или стандартами предприятия. Количество показателей должно быть минимальным, но достаточным для оценки технологичности.

По способу выражения количественные показатели делят на абсолютные и относительные. По значимости - основные и дополнительные.

К основным показателям технологичности конструкции относят:

1) полная трудоемкость Т (нормо-ч);

2) удельная трудоемкость Т_у изготовления изделия на единицу параметра (мощности, силы);

3) полная технологическая себестоимость С (руб.);

4) удельная технологическая себестоимость изделия С_у;

Соответствующие удельные показатели Т_у и С_у определяются как отношение абсолютных значений основных показателей Т и С к важнейшему параметру Р изделия. Таким параметром может являться мощность машины N, крутящий момент М, грузоподъемность, массаили какой-либо другой показатель, характеризующий данное изделие. Т_у=Т/Р; С_у= С/Р.

Дополнительные показатели:

1)удельная материалоемкость М_у (кг);

2) коэффициент использования материала К _и.м.;

3) степень унификации конструкции 1/ К _ун;

4) коэффициент точности обработки;

5) коэффициент шероховатости поверхностей деталей изделия.

Уровень технологичности конструкции изделия К определяют по каждому показателю, как отношение достигнутого проектного уровня технологичности К_д к базовому К_б: К = К_д/К_б. Обычно принимают 0 £ К £ 1.

2. Задание

1. Выполнить расчет количественных показателей технологичности новой конструкции двигателя (табл.1.1), в сравнении с показателями изделия-аналога (табл.1.2).

2. Дать оценку технологичности проектируемого изделия по каждому показателю. Расчетные данные занести в таблицу 1.3. Сделать вывод.

Таблица 1.1- Исходные данные проектируемого изделия

Вар.	Параметр РП	МсП, кг	Мзаг, кг	Еун, шт.	Е, шт.	Дун, шт.	Д, шт.	Аср	Rср, мкм	t, год	Кп.т, %
	NП =25кВт							14,8	12,3
	VП =500см^3							12,4	6,4	1,5
	MП =560кг							13,2	12,5	1,3
	NП=48,2кВт							10,8	6,8	1,6
	VП=1700см^3							14,4	11,9	0,8
	MП=730кг							13,6	4,7
	NП=35кВт							13,6	2,6	2,5
	VП=660см^3							11,5	3,5
	MП=380кг							12,6	2,8	1,5
	NП=22кВт							12,9	14,1
	VП=400см^3							14,1	18,7
	MП=710кг							10,6	7,5	0,5
	NП=25,2кВт							13,7	10,4	2,1
	VП=1000см^3							9,4	8,5	1,2
	MП=680кг							12,7	18,3	1,5

Таблица 1.2 - Исходные данные изделия-аналога

Вар	Параметр РА	МсА, кг	Мзаг, кг	ТА , нормо-ч	СмА, т.руб	СпА , т.руб	Сз.п , т.руб	Сн.р.А , т.руб	KуА	Ктч.А	Кш.А
	NА=20кВт				6,2	4,9	7,9	3,1	0,54	0,9	0,93
	VА=600см^3				5,4	5,4	6,4	3,5
	MА=680кг				8,5	3,3	5,8	2,8
	NА=54,5кВт					2,9	7,2	2,9
	VА=600см^3				6,5	3,8	4,5	4,1
	MА=735кг				9,8	4,1	6,1	3,4
	NА=24кВт					4,2	8,5	4,8
	VА=600см^3					2,9	4,0	3,1
	MА=483кг				11,4	2,6	4,2	5,3
	NА=12кВт				7,9	3,0	4,9	5,5
	VА=300см^3				9,3	1,8	3,4	2,6	0,52	0,91	0,92
	MА=680кг				11,5	3,7	6,7	4,0
	NА=24кВт				6,4	2,2	4,4	1,9
	VА=600см^3				7,6	4,0	4,8	3,2
	MА=810кг				12,6	4,5	5,3	2,1

Таблица 1.3 – Оценка технологичности изделия

Показатель технологичности	Базовый показатель	Показатель проектируемого изделия	Уровень технологичности, Кi	Оценка
Общая трудоемкость Т, нормо-ч
Удельная трудоемкость Ту,
Полная технологическая себестоимость С, руб.
Удельная технологическая себестоимость изделия Су
Коэффициент прогрессивности и экономичности конструкции КЭ
Удельная материалоемкость Му,кг
Коэффициент использования материала К и.м
Степень унификации конструкции 1/ К ун
Коэффициент точности обработки Ктч
Коэффициент шероховатости Кш
Вывод

3. Методика выполнения

В данной работе за базовые показатели примем показатели изделия-аналога (табл. 1.1).

1. Абсолютный технико-экономический показатель - о бщая трудоемкость изделия Т_п, включающая трудоемкость механической обработки и сборки, определяется по формуле

Т_П= Т_АК_слК_т

где Т_А - общая базовая трудоемкость изготовления изделия-аналога, нормо-ч; К_сл - коэффициент, отражающий сложность конструкции проектируемого изделия; К_т - коэффициент снижения трудоемкости.

Коэффициент сложности К_сл проектируемого изделия определяется как отношение основных параметров разрабатываемого изделия Р_П и аналога Р_А:

К_сл = Р_П/Р_А.

В соответствии с вариантом задания К_сл, определяется по одной из следующих формул:

1) К_сл = N_П / N _А – при сравнении по мощности;

2) К_сл = V_П / V _А – при сравнении по объему цилиндров;

3) К_сл = M_П / M _А – при сравнении по массе изделия.

Важнейшие параметры Р_П и Р_А для расчётов необходимо брать в зависимости от варианта из табл. 1.1 и 1.2.

Коэффициент снижения трудоёмкости К_т определяется по выражению

K_т = [100/(К_п.т.+100)]t,

где К _{п.т .}- планируемый среднегодовой рост производительности труда, %; t - период времени полной подготовки производства к выпуску изделия.

Уровень технологичности по трудоемкости К_тр = Т_П/Т_А.

2. Удельный показатель технологичности конструкции по трудоемкости Т_уП выражает трудоемкость механической обработки и сборки (нормо-ч), приходящуюся на единицу мощности N, объема V или массы М (в зависимости от варианта задания). Этот показатель характеризует прогрессивность проектируемой конструкции по сравнению с аналогом по приведенной трудоемкости ее изготовления.

Т_уП = Т_П∙60/Р_П; Т_уА = Т_А∙60/Р_А;

где Т_уП и Т_уА — удельные показатели по трудоемкости соответственно проектируемой конструкции и аналога; Р_П и Р_А - важнейшие параметры соответственно проектируемой конструкции и аналога, Т_П и Т_А - трудоемкость проектируемой конструкции и аналога.

Удельную трудоемкость проектируемого двигателя и двигателя-аналога, можно определить из соотношений (в зависимости от варианта задания):

1) при сравнении по мощности Т_уП = Т_П∙60/N_П; Т_уА = Т_А∙60/N_А;

2) при сравнении по массе Т_уП = Т_П∙60/M_П; Т_уА = Т_А∙60/M_А;

3) при сравнении по объему цилиндра Т_уП = Т_П∙60/V_П; Т_уА = Т_А∙60/V_А.

Оценку технологичности проектируемого двигателя осуществляют, сравнивая полученные удельные показатели трудоемкостей Т_уП и Т_{уА .} По полученным результатам делают вывод.

3. Прогнозируемая технологическая (общая) себестоимость изготовления проектируемого изделия С_П приближенно может быть определена по следующей формуле:

С_П = (С_мА + С_пА)K_М +(С_з.п. + С_н.р.А)K _{т А} ,

где С_мА, С_пА -стоимости материалов, покупных новых сборочных единиц и деталей; С_з.п и С_н.р.А - заработная плата основных производственных рабочих и накладные расходы на аналог; К_М - коэффициент, характеризующий соотношение сухих масс проектируемого изделия и аналога; К _{т А} - коэффициент, характеризующий соотношение трудоемкостей проектируемого изделия и аналога. К_М=М_сП/М_сА; К _{т А} =Т_П/Т_А.

Себестоимость аналога считается по формуле С_А=С_мА+С_пА+С_з.п.+С_н.р.А.

Уровень технологичности по себестоимости К_С = С_П/С_А

4. Удельные себестоимости С_уП и С_уА соответственно проектируемого изделия и аналога:

С_уП = С_П/Р_П; С_уА = С_А/ Р_А

где С_П и С_А - прогнозируемые себестоимости соответственно проектируемого изделия и аналога; Р_П и Р_А - важнейшие параметры соответственно проектируемого изделия и аналога.

В данной работе прогнозируемая и базовая (двигателя-аналога) удельные себестоимости определяются из соотношений:

1) при сравнении по мощности С_уП = С_П/N_П; С_уА = С_А/N_А;

2) при сравнении по массе С_уП = С_П/М_П; С_уА = С_А/М_А;

3) при сравнении по объему С_уП = С_П/V_П; С_уА = С_А/V_А.

Прогрессивность и экономичность новой конструкции определяется по удельной себестоимости единицы мощности, массы или объёма, % (в соответствии с заданием): коэффициент экономичности К_Э = [(С_уА – С_уП)/С_уА]100%

5. Удельная материалоемкость характеризуется коэффициентомудельной металлоемкости К_у.м.П. Дляпроектируемого изделия:

К_у.м.П = М_сП/Р_П

где М_сП - сухая масса проектируемого изделия; Р_П - важнейший параметр конструкции.

Показатель К_у.м.А удельной металлоемкости изделия-аналога:

К_у.м.А = М_сА/Р_А

Полученные показатели сравнивают и делают вывод.

6. Коэффициент использования материала К_и.м - один из технических показателей, наиболее точно характеризующих технологичность конструкции.

К_и.м.= М_с/М_заг

где М_с - сухая масса изделия; М_заг - масса материала, расходуемая на получение заготовок.

Обычно К_и.м. = 0,75, однако при использовании заготовок, полученных литьем по выплавляемым моделям, в оболочковые литейные формы, из профильного проката К_и.м. может достигать 0,8... 0,95.

Для определения уровня технологичности изделия по этому показателю, необходимо рассчитать К_и.м для проектируемого изделия и изделия-аналога.

7. Степень унификации характеризует преемственность конструкции и использование новых, стандартных деталей и сборочных единиц. Она выражается коэффициентом унификации:

К _ун. =(Е _ун.+ Д _ун.)/(Е + Д)

где Е _ун. и Е - количество сборочных единиц изделия соответственно унифицированных и неунифицированных; Д _ун., Д - количество унифицированных и неунифицированных деталей, не вошедших в сборочные единицы без крепежа.

Определенный К _ун. для проектируемого изделия сопоставляется с аналогичным показателем унификации изделия-аналога.

Степень унификации - величина, обратная К _ун. Конструкции изделий с более высокой степенью унификации деталей признаются более технологичными в производстве.

8. Показатели средней точности обработки и шероховатости поверхностей сопоставляются с показателями изделия-аналога. Критерием оценки является значение 0,8.

Коэффициент точности обработки проектируемого изделия:

К_тч.П = 1 – 1/А_ср

где А_ср - средний квалитет точности деталей проектируемого изделия.

Тогда уровень технологичности конструкции проектируемого изделия по точности:

К _тч = К_тч.А/К_тч.П,

где К_тч.А, К_тч.П - коэффициенты точности обработки аналога и проектируемого изделия соответственно.

Если К_тч > 1, то точность обработки проектируемого изделия выше, чем изделия - аналога, а значит сложнее процесс изготовления деталей.

Коэффициент шероховатости поверхности К_ш. является показателем, характеризующим шероховатость поверхности проектируемой сборочной единицы в производстве и эксплуатации.

Для проектируемого изделия К_ш.П:

К_ш.П = 1 - 1/R_ср

где R_ср - среднее значение параметра шероховатости поверхностей, мкм.

Чем больше К_ш.П, тем меньше требования к качеству поверхности и тем более технологичной считается конструкция изделия.

Уровень технологичности новой конструкции изделия по шероховатости поверхности характеризует коэффициент:

К_ш = К_ш.А / К_ш.П,

где К_ш.А, К_ш.П - базовый и достигнутый коэффициенты шероховатости поверхности соответственно. При К_ш < 1 считается, что проектируемое изделие более технологично по шероховатости, чем изделие - аналог.

4. Вопросы для самопроверки

1. Что понимают под технологичностью изделия?

2. Виды оценки технологичности?

3. Какая оценка технологичности является более объективной?

4. Виды количественных показателей технологичности в соответствии с ГОСТ 14.201-83^*.

5. Какие показатели принимаются за базовые?

6. Классификация количественных показателей способу выражения и по значимости.

7. Как определяют уровень технологичности конструкции изделия?

5. Литература

1. ГОСТ 14.201—83^*

2. ГОСТ 14.204—73^*.

2. Огвоздин В.Ю. Управление качеством. Основы теории и практики: Учеб. пособие. - М.: Изд. «Дело и сервис», 1999. -160 с.

3. Петроченко А.Ф., Промыслов Л.А. Система обеспечения качества судовых механизмов. - Л.: «Судостроение». 1977, - 224 с.

Практическая работа №2

Отработка конструкции детали на технологичность

Цель работы – научиться оценивать технологичность конструкции детали по качественным и количественным показателям

1. Общие положения

Обязательным этапом проектирования технологического процесса изготовления детали является отработка ее конструкции на производственную технологичность.

Производственная технологичность - это степень соответствия конструкции изделия оптимальным производственно-технологическим условиям его изготовления при заданном объеме производства. При удовлетворении требованиям технологичности конструкция при прочих равных условиях обеспечивает минимальные производственные издержки (а для этого минимальную трудоемкость и материалоемкость) и короткий производственный цикл ее изготовления.

Дата добавления: 2015-10-28